物理学进展 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (2): 72-97.doi: 10.13725/j.cnki.pip.2026.02.002
所属专题: 2026年, 第46卷
唐 传 1,汤启云 1∗,李秀强 2,马余强 3, 4, 5†,朱 嘉 3, 6‡
TANG Chuan 1 , TANG Qiyun 1∗ , LI Xiuqiang 2 , MA Yuqiang 3, 4, 5† , ZHU Jia 3, 6
摘要:
本文系统梳理了太阳光驱动蒸发过程的热力学与动力学理论框架,旨在为该跨尺度、多物 理场耦合的光热蒸发过程提供一个系统的理论描述基础。首先,从热力学角度阐述了蒸发过程中 的相平衡条件、自由能结构及相图,涵盖了单组分流体和多组分混合物的气–液相平衡热力学描述。 其次,在动力学方面,重点围绕打破气–液相平衡的路径展开分析:一是通过改变气相热力学状态 (如降压) 驱动蒸发;二是通过改变液相热力学状态 (如界面局部加热) 驱动蒸发,后者是光热蒸发 的核心机制;三是在扩散主导的简化框架下,介绍了基于气相或液相扩散并结合移动边界条件的 动力学理论。进一步,结合光热蒸发的实验研究,重点探讨了几何约束 (特别是纳米受限效应) 对 蒸发行为与能量传输路径的影响,并综述了受限体系下 (如二维水路、多孔结构) 的工程应用策略 与性能评估方法。最后,对当前理论瓶颈和未来发展方向进行了展望。本文通过整合热力学平衡 分析与动力学演化机制,试图为理解与设计高效、稳定的太阳能驱动蒸发系统提供理论参考。
中图分类号: